【文章內(nèi)容簡介】 P3復(fù)位狀態(tài)0000H00H00H07H0000HFFH寄存器TCONTL0TH0TL1TH1SCON復(fù)位狀態(tài)00H00H00H00H00H00HRST引腳是復(fù)位信號的輸入端，復(fù)位信號是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩周期（即二個(gè)周期）以上。 液位控制模塊的設(shè)計(jì)液位傳感器有雷達(dá)液位傳感器、超聲波液位傳感器、浮球式液位傳感器等，本系統(tǒng)采用浮球式液位傳感器（優(yōu)點(diǎn)：在界面測量方面有穩(wěn)定的性能，缺點(diǎn)：精度不高），實(shí)驗(yàn)時(shí)浮球式液位傳感器在鍋爐的上下各一個(gè)，當(dāng)水位低于最低水位時(shí)液位傳感器將收集來的信號發(fā)送至單片機(jī)，單片機(jī)控制水泵對鍋爐將自動進(jìn)行加水，同理，當(dāng)加水到達(dá)最高水位時(shí)，單片機(jī)接收到信號時(shí)，控制水泵自動停止進(jìn)行加水使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)鍋爐液位控制具有較高的實(shí)用價(jià)值和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。采用由液位傳感器所組成的傳感器測量水位，可有效保證水位的自動控制，保證水質(zhì)無污染，可以很好的對鍋爐進(jìn)行自動化控制，而且控制方便且系統(tǒng)穩(wěn)定性能好；單片機(jī)不僅有體積小，安裝方便，功能較齊全等優(yōu)點(diǎn)，而且有很高的性價(jià)比，應(yīng)用前景廣，同時(shí)有助于發(fā)現(xiàn)可能存在的故障，通過微機(jī)實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)的自動控制與調(diào)節(jié)，將保證鍋爐正常供水供暖，維持穩(wěn)定系統(tǒng)，保證安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文就是采用STC89C52單片機(jī)為核心芯片的一種鍋爐控制系統(tǒng)具有較高的實(shí)用價(jià)值和優(yōu)越性。其液位控制框圖如25所示：圖25 液位控制系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)檢測模塊的設(shè)計(jì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的檢測模塊主要采用了水溫檢測模塊和液位檢測模塊，其中水溫檢測模塊采用溫度傳感器DS18B20，液位檢測模塊采用液位傳感器進(jìn)行檢測功能。溫度傳感器和液位傳感器可以時(shí)刻將信息發(fā)送給單片機(jī)，并通過單片機(jī)進(jìn)行控制。 水溫檢測模塊的設(shè)計(jì)通過對系統(tǒng)大致程序量的估計(jì)和系統(tǒng)工作速度的估計(jì)以及I/O口需求量的估計(jì)，考慮價(jià)格因素、元器件市場等等因素，本設(shè)計(jì)選用了STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的主要控制芯片。各種模擬信號均需通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，考慮到被測量的有效位數(shù)及其精度，而且鍋爐內(nèi)的溫度還有可能超過100℃，選用溫度傳感器DS18B20作為本設(shè)計(jì)的溫度傳感器，DS18B20的主要特征如下：（1） 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。（2） 先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信。（3） 最高12位分辨率。 （4） 12位分辨率時(shí)的最大工作周期為750毫秒。（5） 可選擇寄生工作方式。 （6） 檢測溫度范圍為–55176。C ~+125176。C (–67176。F ~+257176。F)（7） 內(nèi)置EEPROM，限溫報(bào)警功能。（8） 64位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機(jī)掛接。（9） 多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)[1]。本設(shè)計(jì)同時(shí)采用了LCD1602液晶顯示器作為顯示所測的數(shù)據(jù)，由溫度傳感器DS18B20采集溫度信號，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入單片機(jī)，由單片機(jī)控制LED顯示出來. 液位檢測模塊的設(shè)計(jì)在熱水鍋爐應(yīng)用中，檢測液位有很多種方法，本設(shè)計(jì)是采用浮球式液位傳感器來檢測鍋爐內(nèi)的水位，誤差精確度為177。2cm，該系統(tǒng)還可以用按鍵設(shè)定液位的最高值和最低值，并通過單片機(jī)來控制，水位低于最低值時(shí)系統(tǒng)將自動注水，高于最高值時(shí)，自動停止加水。浮球式液位傳感器是一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便的液位控制零件，它設(shè)有復(fù)雜的電路，不會受到干擾，只要材質(zhì)選擇正確，任何性質(zhì)液體、壓力、溫度皆可以使用。但在使用浮球液位控制器時(shí)必須考慮液體介質(zhì)性質(zhì)與浮球的關(guān)系：,浮球的位置將有所變動，一般SG比水小時(shí)，浮球浸在液體中部分將相對增多。（SG=1），所以使用時(shí)在選用浮球時(shí)必須考慮液位的比重SG，一定大于浮球規(guī)格所標(biāo)示，否則，浮球開關(guān)無法浮動。本設(shè)計(jì)的水位監(jiān)測電路如圖26所示： 圖26 水位檢測電路 系統(tǒng)驅(qū)動模塊的設(shè)計(jì)驅(qū)動電路的主要作用實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與繼電器通信來控制外圍電路，本設(shè)計(jì)的驅(qū)動模塊采用繼電器驅(qū)動，繼電器就起在電路中的作用，他是以一定的輸入信號（如電流、電壓、或其他熱、光、非電信號）實(shí)現(xiàn)自動切換電路的開關(guān)，在電路中起著自動調(diào)節(jié)，減小危險(xiǎn)系數(shù)，轉(zhuǎn)換電路等作用，所以它是一種自動遠(yuǎn)動電器元件，另外，繼電器也不單是作為一個(gè)簡單的開關(guān)使用。它還有其他的控制作用，通常都用于自動化的電路。當(dāng)繼電器作為一種電控制電器來使用時(shí)，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）兩個(gè)系統(tǒng)，繼電器之所以能夠起到控制作用是因?yàn)楫?dāng)輸入量（激勵量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍，本設(shè)計(jì)中的繼電器模塊如下圖：繼電器模塊中的主要作用是當(dāng)水位達(dá)到一定高度時(shí)，繼電器發(fā)生跳躍，繼電器觸發(fā)指示燈點(diǎn)亮，以達(dá)到自動給水的任務(wù)。本設(shè)計(jì)繼電器模塊如圖28所示：圖27 繼電器模塊本設(shè)計(jì)中以芯片ULN2004完成繼電器的驅(qū)動，而ULN2004是一款高耐壓，大電流的達(dá)林頓管驅(qū)動器，包含7個(gè)NPN達(dá)林頓管，ULN2004是必不可少的鉗位二極管，用于電感性負(fù)載開關(guān)，它主要應(yīng)用于繼電器驅(qū)動，電燈驅(qū)動和顯示器（LED）驅(qū)動,如圖28，其主要特性如下：（1）輸出電流（單通道輸出）：500mA（2）高輸出擊穿電壓：50V（最?。? 圖28 ULN2004的引腳圖（3）輸出鉗位二極管（4）輸入兼容多種邏輯（5）封裝AP型：DIP16腳（6）封裝AFW型：SOL16腳 系統(tǒng)顯示模塊的設(shè)計(jì)在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們選用的是液晶顯示器。(1)液晶顯示原理 液晶顯示的原理是液晶是一種呈液體狀的化學(xué)物質(zhì)，和磁場中的金屬有同樣的特點(diǎn)，當(dāng)受到外界電場影響時(shí)，其分子會產(chǎn)生精確的有序排列。如果對分子的排列加以適當(dāng)?shù)目刂?，液晶分子將會允許光線穿越，從而在屏幕上顯示出來。它是一種被動式的顯示器，即液晶本身并不發(fā)光，而是利用液晶經(jīng)過處理后能改變光線通過方向的特性，從而達(dá)到白底黑字或黑底白字顯示的目的，液晶顯示器具有機(jī)身薄、節(jié)省空間，功耗低，無輻射，抗干擾能力強(qiáng)，畫面柔和不傷眼等特點(diǎn)。正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在計(jì)算機(jī),通訊,工業(yè)控制,家庭娛樂,廣告,儀表眾多領(lǐng)域。(2)液晶顯示器的分類當(dāng)前市場上液晶顯示器的種類繁多，按排列形狀可分為字段式、點(diǎn)陣字符型、點(diǎn)陣圖形等。 ①字段型。它是以長條形狀組成字符顯示。該類顯示器主要用于數(shù)字顯示，也可用于顯示西文字母或某些字符，已廣泛用于電子表、計(jì)算器、數(shù)字儀表中。液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)②點(diǎn)陣字符型。它專門用于顯示字母，數(shù)字、符號等。它由若干57或510的點(diǎn)陣組成，每一個(gè)點(diǎn)陣顯示一個(gè)字符，此類顯示模塊廣泛應(yīng)用在各類單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中③點(diǎn)陣圖形型。它是在平板上排列多行或多列，形成矩陣式的晶格點(diǎn)，點(diǎn)的大小可根據(jù)顯示的清晰度來設(shè)計(jì)。這類液晶顯示器可廣泛應(yīng)用與圖形顯示，如用于筆記本電腦，彩色電視和游戲機(jī)等。[2]液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：⑴顯示質(zhì)量高由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍。⑵數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。體積小、重量輕，液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。⑶功耗低相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多[3]正是因?yàn)橐壕э@示屏具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，可以根據(jù)自己的需求，顯示自己所需要的。當(dāng)需要顯示的數(shù)據(jù)比較復(fù)雜的時(shí)候，它的優(yōu)點(diǎn)就突現(xiàn)出來了，并且當(dāng)硬件設(shè)計(jì)完成時(shí)，可以通過軟件的修改來不斷擴(kuò)展系統(tǒng)顯示能力。外圍驅(qū)動電路設(shè)計(jì)比較簡單，顯示能力的擴(kuò)展將不會涉及到硬件電路的修改，可擴(kuò)展性很強(qiáng)。字符型液晶顯示屏已經(jīng)成為了單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件之一。本次設(shè)計(jì)所使用的液晶顯示器為LCD1602如圖29所示，其主要技術(shù)參數(shù)如下：①顯示容量:162個(gè)字符②芯片工作電壓:—③工作電流:()④模塊最佳工作電壓:⑤字符尺寸:(WH)mm[4]引腳功能說明LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表22所示：圖29 LCD1602液晶顯示器表22 引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1GND電源地 9D2數(shù)據(jù)2 VCC電源正極10 D3數(shù)據(jù)3 VO液晶顯示偏壓11 D4數(shù)據(jù)4 RS數(shù)據(jù)/命令選擇12 D5數(shù)據(jù)5 R/W讀/寫